西域的火焰山，向来是炽热无比、人迹罕至之地。这天，红孩儿背着父亲牛魔王，偷偷溜出了火焰山。他手持一条赤链蛇，在山间闲逛，那赤链蛇在他手中扭动着，吐着信子。
就在这时，远处传来一阵清脆的驼铃声。红孩儿眯眼望去，只见一支商队正朝着这边缓缓走来。他嘴角一咧，心中生出调皮的念头。只见他手中的赤链蛇突然活了过来，飞速朝着商队窜去。商队里的骆驼受惊，纷纷扬起前蹄，发出阵阵嘶鸣。
商队中的阿凡提骑在骆驼上，见状立刻明白了是有人在捣乱。他迅速从兜里掏出一个痒痒粉囊，悄悄打开。一阵风吹过，痒痒粉顺着风飘向红孩儿。
红孩儿只觉得手上一阵瘙痒，低头一看，手中的赤链蛇竟化作一股青烟消失了。他心中一惊，看着那飘来的痒痒粉，意识到遇到了高手。不过他可不想轻易认输，眼珠一转，佯装跌倒，嘴里喊着：“哎哟，摔死我啦！”同时，他暗中用三昧真火将石块烧得滚烫。
阿凡提骑着骆驼走近，刚要询问，骆驼突然踩到滚烫的石块，疼得扬起前蹄，将阿凡提甩了出去。阿凡提在空中一个翻身，稳稳落地。他看着眼前的红孩儿，心中明白这孩子不简单。
到了夜晚，红孩儿回到洞中，对着铜镜嘟囔道：“这老家伙有点本事。”铜镜中倒映出牛魔王的虚影，牛魔王说道：“明日用本王的避火珠戏弄他。”红孩儿眼睛一亮，心想有了这避火珠，定能好好捉弄一下阿凡提。
第二天，阿凡提来到热闹的巴扎。他看到红孩儿扮成一个瓜贩，正在叫卖着“火焰瓜”。阿凡提走上前去，随手拿起一个瓜，轻轻一捏，那瓜竟爆出三昧真火。周围的百姓被吓得四散奔逃，场面瞬间混乱起来。
阿凡提却不慌不忙，他迅速从怀里掏出一个冰镇葡萄，朝着火焰扔去。冰镇葡萄遇热融化，水汽弥漫，竟将火焰熄灭。红孩儿在一旁看得瞪大了眼睛，没想到阿凡提这么轻易就破解了他的小把戏。
红孩儿不服气，又悄悄在阿凡提的鞋底涂了化石粉。他满心期待着阿凡提出丑，可阿凡提仿佛察觉到了什么，反将计就计。他故意在青石板路上跳起了踢踏舞，神奇的是，原本坚硬的石板上竟绽出了莲花图案。百姓们见状，纷纷拍手称奇，还以为阿凡提有什么神奇的法术。
到了晚上，阿凡提带着一群百姓夜观星象。他指着天际说道：“火德星君当值，近日恐有火灾。”百姓们听后，都面露担忧。而此时，红孩儿藏在房檐上，他听到阿凡提的话，心中暗笑，偷偷用小火苗点燃了晾晒的辣椒架。
阿凡提得知火焰山的地下水脉异常，怀疑是红孩儿搞的鬼。他带着村民们开始挖掘水井，经过一番努力，终于挖出了清凉的泉水。红孩儿得知后，心中不满，他召来火鸦，让火鸦朝着水井里丢火种。
然而，阿凡提早有准备。他在井口悬挂了反光铜镜，火鸦丢下的火种被铜镜反射回去，反而烧到了红孩儿的屁股。红孩儿疼得嗷嗷直叫，心中对阿凡提更加怨恨。
红孩儿为了报复阿凡提，将发热的金铃铛放在了清真寺的礼拜毯下。他想看看阿凡提这次如何应对。阿凡提在礼拜时察觉到了异样，他用羊毛编织了一个隔热坐垫。当跪拜时，坐垫与金铃铛摩擦产生了静电，引发了小爆炸。不过，由于有坐垫的隔热作用，并没有造成太大的伤害。
沙僧挑着琉璃净水瓶路过火焰山，红孩儿一眼就看中了那宝瓶。他趁着沙僧不注意，抢了宝瓶就跑。阿凡提见状，立刻追击。他边追边用沙枣枝蘸油点起了狼烟，烟雾弥漫开来。红孩儿在烟雾中迷失了方向，不小心闯入了海市蜃楼。在虚幻的景象中，他看见牛魔王被铁扇公主痛骂，心中一阵慌乱。
红孩儿回到洞中，越想越气。他打造了一枚缩小版的五行车，准备用来对付阿凡提。他带着五行车找到阿凡提，两人在戈壁上用交通工具对决。红孩儿的五行车喷出三昧真火，阿凡提则用湿驼毛毡制成一个巨大的风筝。当火焰袭来时，风筝借风势将火焰引回了五行车。红孩儿见状，赶紧驾车躲避。
之后，红孩儿以沙盘推演为名，诱骗阿凡提进入一个幻阵。在幻阵中，出现了一片毒蝎大军。阿凡提不慌不忙，他撒出芝麻，引来了真实的蚁群。蚁群和毒蝎展开了一场激烈的战斗，最终将毒蝎大军击退。
阿凡提为了让红孩儿体验一下普通人的生活，用化妆术将他变成了小商贩。红孩儿顶着西瓜头在巴扎里叫卖。这时，阿凡提扮作顾客前来讨价还价。红孩儿不耐烦地喷出小火苗，却不小心烧着了自己的山羊胡子。他疼得哇哇大叫，心中的怒火更盛了。
红孩儿不甘心失败，他偷走了阿凡提的百宝箱。打开箱子后，却发现里面装着《论语》、算盘和褪色的锦旗。他心中疑惑，这时牛魔王现身了。牛魔王看着红孩儿，严肃地说：“当年孙悟空用金箍棒量你身高留疤，现在该和解了。”
阿凡提带着红孩儿参观高昌故城的遗址，为他讲解“玩火自焚”的壁画故事。红孩儿听着听着，心中渐渐有所触动。就在这时，他不小心触发了机关，坠入了布满凸透镜的地窖。阳光透过凸透镜聚焦，灼伤了红孩儿的衣角。
在月圆之夜，阿凡提拿出神灯许愿。红孩儿偷偷窥视，发现阿凡提许愿的是“让少年学会控制火焰”。他心中一阵感动，故意打翻油灯，在扑火时领悟了控火的技巧。
经过一番波折，红孩儿决定和阿凡提和解。他在火焰山脚立了一块“禁火区”木牌，用三昧真火烙出环保标语。阿凡提则回赠了他一个太阳能灶台图纸。
两人来到天池边垂钓，红孩儿用火灵鱼饵引来了巨龟。阿凡提趁机用冰镇鱼线冻住了龟甲，巨龟挣扎时溅起的水花浇灭了红孩儿发梢的火星。
最后，阿凡提和红孩儿共同主持了沙漠绿化仪式。红孩儿用小火苗点燃了胡杨种子，阿凡提则用坎儿井水浇灌。奇迹发生了，火焰中长出了金色的胡杨林。从此，火焰山不再只是一片炽热之地，有了生机与希望。